Целулозниот етер е синтетички полимер направен од природна целулоза како суровина со хемиска модификација. Целулозниот етер е дериват на природна целулоза, производството на целулозни етери и синтетички полимери е различно, нејзиниот најосновен материјал е целулоза, природни полимерни соединенија. Поради специфичноста на природната целулозна структура, самата целулоза нема способност да реагира со етерификувачко средство. Но, по третманот на средството за отекување, силните водородни врски помеѓу молекуларните ланци и ланци се уништени, а активноста на хидроксилната група се ослободи во алкална целулоза со реакциска способност, а целулозниот етер се добива преку реакција на етерификувачко средство — OH група во — OR група.
Својствата на целулозните етери зависат од видот, бројот и дистрибуцијата на супституентите. Класификацијата на целулозниот етер е исто така базирана на видот на супституентите, степенот на етерификација, растворливоста и сродната примена. Според видот на супституентите на молекуларниот ланец, може да се подели на единечен етер и мешан етер. MC обично се користи како единечен етер, додека HPmc е мешан етер. Метилцелулозен етер MC е природна целулозна глукозна единица на хидроксилот е метоксид заменет со структурната формула на производот [CO H7O2 (OH)3-H (OCH3)H] X, хидроксипропил метилцелулозен етер HPmc е единица на хидроксилот е дел од метоксидот заменет со хидроксипропил заменет производ. Структурната формула е [C6H7O2 (OH)3-MN (OCH3)M [OCH2CH (OH)CH3] N] X и хидроксиетил метилцелулозен етер HEmc, кој е широко користен и продаден на пазарот.
Според растворливоста, може да се подели на јонски и нејонски тип. Водорастворливиот нејонски целулозен етер е главно составен од алкил етер и хидроксил алкил етер, две серии на варијанти. Јонскиот CMC главно се користи во синтетички детергенти, текстил, печатење, храна и експлоатација на нафта. Нејонските MC, HPmc, HEmc и други се користат главно во градежни материјали, латекс премази, медицина, дневна хемија и други аспекти. Како згуснувач, средство за задржување на вода, стабилизатор, дисперзант, средство за формирање филм.
Задржување на вода од целулозни етери
Во производството на градежни материјали, особено сув мешан малтер, целулозниот етер игра незаменлива улога, а особено во производството на специјален малтер (модифициран малтер), тој е неопходен дел.
Важната улога на водорастворливиот целулозен етер во малтерот главно има три аспекти, првиот е одличната способност за задржување на вода, вториот е влијанието на конзистенцијата и тиксотропијата на малтерот, а третиот е интеракцијата со цементот.
Задржувањето на водата во целулозниот етер зависи од хидроскопноста, составот на малтерот, дебелината на слојот на малтерот, побарувачката за вода во малтерот, времето на кондензација на кондензацискиот материјал. Задржувањето на водата во целулозниот етер доаѓа од растворливоста и дехидрацијата на самиот целулозен етер. Добро е познато дека молекуларните синџири на целулоза, иако содржат голем број високо хидрирани OH групи, се нерастворливи во вода поради нивната високо кристална структура. Само способноста за хидратација на хидроксилните групи не е доволна за да се надоместат силните меѓумолекуларни водородни врски и ван дер Валсовите сили. Кога супституентите се воведуваат во молекуларниот синџир, не само супституентите го уништуваат водородниот синџир, туку и меѓуверижните водородни врски се кинат поради заглавувањето на супституентите помеѓу соседните синџири. Колку се поголеми супституентите, толку е поголемо растојанието помеѓу молекулите. Колку е поголемо уништувањето на водородните врски, толку е поголема експанзијата на целулозната решетка, растворот во целулозниот етер станува растворлив во вода, формирајќи раствор со висок вискозитет. Со зголемувањето на температурата, хидратацијата на полимерот се намалува и водата помеѓу синџирите се истиснува. Кога ефектот на дехидратација е доволен, молекулите почнуваат да се агрегираат и гелот се превиткува во тридимензионална мрежа. Факторите што влијаат на задржувањето на водата во малтерот вклучуваат вискозитет на целулозен етер, доза, финост на честичките и температура на работа.
Колку е поголем вискозитетот на целулозниот етер, толку се подобри перформансите на задржување на водата, што е вискозитетот на полимерниот раствор. Молекуларната тежина (степен на полимеризација) на полимерот е исто така одредена од должината и морфологијата на молекуларната структура на синџирот, а распределбата на бројот на супституенти директно влијае на опсегот на вискозитет. [eta] = Km α
Внатрешен вискозитет на полимерни раствори
Молекуларна тежина на М полимер
α карактеристична константа на полимерот
Коефициент на вискозитет на растворот K
Вискозитетот на полимерниот раствор зависи од молекуларната тежина на полимерот. Вискозитетот и концентрацијата на растворите на целулозен етер се поврзани со различни апликации. Затоа, секој целулозен етер има многу различни спецификации за вискозитет, регулацијата на вискозитетот е главно преку деградација на алкална целулоза, имено фрактура на молекуларниот ланец на целулозата за да се постигне.
Што се однесува до големината на честичките, колку се пофини честичките, толку подобро се задржува водата. Големите честички од целулозен етер во контакт со вода, површината веднаш се раствора и формира гел за да го обвитка материјалот, спречувајќи молекулите на водата да продолжат да навлегуваат. Понекогаш, со долго мешање, растворливоста не може рамномерно да се дисперзира, што доведува до формирање на каллив флокулентен раствор или агломерат. Растворливоста на целулозен етер е еден од факторите за избор на целулозен етер.
Згуснување и тиксотропија на целулозен етер
Вториот ефект на целулозниот етер - згуснувањето зависи од: степенот на полимеризација на целулозниот етер, концентрацијата на растворот, брзината на смолкнување, температурата и другите услови. Својството на желатинирање на растворот е единствено за алкил целулозата и нејзините модифицирани деривати. Карактеристиките на желатинирање се поврзани со степенот на супституција, концентрацијата на растворот и адитивите. За хидроксил алкил модифицираните деривати, својствата на гел се поврзани и со степенот на модификација на хидроксил алкил. За раствор со концентрација на низок вискозитет MC и HPmc може да се подготви раствор со концентрација од 10%-15%, среден вискозитет MC и HPmc може да се подготви раствор од 5%-10%, а висок вискозитет MC и HPmc може да се подготви само раствор од 2%-3%, а вискозитетот на целулозниот етер обично се оценува и со раствор од 1%-2%. Ефикасноста на згуснувачот на целулозниот етер со висока молекуларна тежина, иста концентрација на раствор, полимери со различна молекуларна тежина имаат различен вискозитет, вискозитетот и молекуларната тежина може да се изразат на следниов начин, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn е просечен степен на полимеризација со висока концентрација. Целулозен етер со ниска молекуларна тежина за да се додаде повеќе за да се постигне целната вискозност. Неговата вискозност е помалку зависна од брзината на смолкнување, високата вискозност за да се постигне целната вискозност, количината што е потребна за да се додаде помалку, вискозноста зависи од ефикасноста на згуснување. Затоа, за да се постигне одредена конзистенција, мора да се гарантира одредена количина на целулозен етер (концентрација на растворот) и вискозитет на растворот. Температурата на желатинирање на растворот се намалува линеарно со зголемувањето на концентрацијата на растворот, а желатинирањето се случува на собна температура по достигнувањето на одредена концентрација. HPmc има висока концентрација на желатинирање на собна температура.
Конзистентноста може да се прилагоди и со избирање на големината на честичките и целулозните етери со различен степен на модификација. Таканаречената модификација е воведување на хидроксил алкил група во одреден степен на супституција на скелетната структура на MC. Со промена на релативните вредности на супституција на двата супституенти, односно релативните вредности на супституција на DS и MS на метокси и хидроксилни групи. Различни својства на целулозниот етер се потребни со промена на релативните вредности на супституција на двата вида супституенти.
Односот помеѓу конзистентноста и модификацијата. На Слика 5, додавањето на целулозен етер влијае на потрошувачката на вода на малтерот и го менува односот вода-врзивно средство на водата и цементот, што е ефектот на згуснување. Колку е поголема дозата, толку е поголема потрошувачката на вода.
Целулозните етери што се користат во прашкастите градежни материјали мора брзо да се растворат во ладна вода и да му обезбедат на системот соодветна конзистенција. Ако дадената брзина на смолкнување е сè уште флокулентна и колоидна, тоа е производ со нестандарден или слаб квалитет.
Исто така, постои добра линеарна врска помеѓу конзистентноста на цементната кашеста маса и дозата на целулозен етер, целулозниот етер може значително да го зголеми вискозитетот на малтерот, колку е поголема дозата, толку е поочигледен ефектот.
Водениот раствор на целулозен етер со висок вискозитет има висока тиксотропија, што е една од карактеристиките на целулозниот етер. Водните раствори на полимери од типот Mc обично имаат псевдопластична, нетиксотропна флуидност под температурата на нивниот гел, но Њутнови својства на проток при ниски стапки на смолкнување. Псевдопластичноста се зголемува со зголемување на молекуларната тежина или концентрацијата на целулозен етер и е независна од типот и степенот на супституентот. Затоа, целулозните етери со ист степен на вискозитет, без разлика дали се MC, HPmc или HEmc, секогаш покажуваат исти реолошки својства сè додека концентрацијата и температурата остануваат константни. Кога температурата се зголемува, се формира структурен гел и се јавува висок тиксотропен проток. Целулозните етери со висока концентрација и низок вискозитет покажуваат тиксотропија дури и под температурата на гелот. Ова својство е од голема корист за изградбата на градежен малтер за прилагодување на неговиот проток и својството на висечко висење. Треба да се објасни дека колку е поголема вискозноста на целулозниот етер, толку е подобро задржувањето на водата, но колку е поголема вискозноста, толку е поголема релативната молекуларна тежина на целулозниот етер, соодветно се намалува неговата растворливост, што има негативно влијание врз концентрацијата на малтерот и перформансите на конструкцијата. Колку е поголема вискозноста, толку е поочигледен ефектот на згуснување на малтерот, но тоа не е целосно пропорционален однос. Некои нисковискозни, но модифицирани целулозни етери во подобрувањето на структурната цврстина на влажниот малтер имаат поодлични перформанси, со зголемување на вискозитетот, задржувањето на водата на целулозниот етер се подобрува.
Време на објавување: 30 март 2022 година